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胜分差倍投:優劣尼龍66隔熱條物理性能分析

來源:中國門窗&配套材料網收集整理  作者:*  日期:2013-4-28
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  摘要:本文對劣質隔熱條與優質隔熱條進行多項性能測試,分析了室外暴露時間對優劣隔熱條物理性能的影響。
  關鍵詞:尼龍66 隔熱條
  近年來,低碳環保、綠色經濟等概念的提出以及國家建筑節能法規相繼出臺推動了隔熱門窗幕墻行業的發展。作為隔熱鋁幕墻的配件—尼龍66隔熱條也得到了迅速發展。近幾年來,國內尼龍66增強復合材料擠壓技術不斷成熟使得國內隔熱條產品質量有了較大的提升。但是,國內絕大部分廠家為了降低成本,仍然采用廢舊尼龍66來生產隔熱條。眾所周知,熱塑性塑料每經過一次回爐其物理力學性能耐老化性能都大大降低。廢舊尼龍66原料成本低,加工溫度范圍大,高分子鏈斷裂使得分子量分布范圍寬,最終導致其物理力學性能(如:抗拉強度、抗沖擊強度、耐高低溫性能、耐老化性能等)不穩定。隔熱條作為隔熱鋁型材結構件連接件,其質量決定隔熱鋁門窗幕墻的安全性。本文對劣質隔熱條與優質隔熱條的力學性能進行了研究,分析了二者之間的差異。

  1  試驗部分
  1.1  測試性能用樣品的準備
  優質隔熱條自制,型號I-14.8,編號為a,使用杜邦尼龍101L及巨石988A玻璃纖維,同時添加抗氧劑、耐水改性劑MPP、偶聯劑、抗老化劑、增韌劑、擴鏈劑、成核劑色母助劑。

   劣質隔熱條是收集到的市面上售價約1.00元/米,I-14.8隔熱條,編號為b。由尼龍66原料的成本計算,此類隔熱條是采用廢舊尼龍66生產的。

  1.2  測試設備與儀器
  電子萬能拉力機,CMT4104型,美國MTS工業系統有限公司(原深圳新三思)
  SEM掃描電鏡,JSM6510型,深圳瑞盛科技有限公司
  體式顯微鏡,SMZ-T2型,重慶奧特光學儀器有限公司
  1.3  性能測試及對樣品觀察與分析
  性能按GB/T23615.1-2009測試,對樣品的拉伸斷面及灰分進行SEM掃描分析及體式顯微鏡照相分析。

  2  結果討論
  2.1  室外放置時間對隔熱條尺寸的影響

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  圖1顯示了兩組隔熱條樣品在室外暴露14個月后尺寸變化的區別,杜邦101L尼龍66生產的a組隔熱條尺寸膨脹了0.453%,廢舊尼龍66生產的b組隔熱條尺寸膨脹了0.757%。配方所添加的耐水解改性劑在一定程度上降低了PA66與玻纖之間的界面張力,增強了PA66與玻纖之間的結合力,使得空氣中的水分子難以進入PA66與玻纖的縫隙中,提高了隔熱條的抗吸水能力[1]。

  2.2  室外放置時間對隔熱條橫向抗拉強度的影響
  圖1顯示了兩組隔熱條樣品在室外暴露14個月后尺寸變化的區別,杜邦101L尼龍66生產的a組隔熱條尺寸膨脹了0.453%,廢舊尼龍66生產的b組隔熱條尺寸膨脹了0.757%。配方所添加的耐水解改性劑在一定程度上降低了PA66與玻纖之間的界面張力,增強了PA66與玻纖之間的結合力,使得空氣中的水分子難以進入PA66與玻纖的縫隙中,提高了隔熱條的抗吸水能力[1]。

  2.2  室外放置時間對隔熱條橫向抗拉強度的影響

  圖2表明在室外暴露36個月經受老化、濕熱等條件后橫向抗拉強度性能的變化曲線,a組隔熱條橫向抗拉強度的保持率為63.72%,b組隔熱條橫向抗拉強度的保持率為48.79%,隨著暴露時間的延長,樣品a的力學性能保持率高于樣品b,保持率越高,其產品的力學性能隨著時間的降低就越小。原因在于尼龍66即使在沒有氧氣存在的情況下,也會發生因聚酰胺化學結構變化引起的各種老化,隔熱條在加工過程或者在室外暴露過程中由尼龍分子鏈的末端氨基相互作用產生仲氨基和叔氨基或由于氨解、酸解和水解而引起降解。廢舊塑料經過多次加工,同時耐水侵蝕能力弱,導致耐其老化性能大大降低。

  2.3  隔熱條斷口形貌SEM觀察

  從圖3中可以看出a組樣品在拉斷時玻纖拔出較少,說明尼龍樹脂與玻纖界面結合良好,玻纖增強的效果較好,同時玻纖在尼龍基體中的分散較均勻,PA66基體密實,基本無空洞,隔熱條力學性能較好。b組樣品玻纖拔出較多,玻纖分散不均,尼龍基體有空洞,斷裂層明顯[2],導致隔熱條脆性大,力學性能波動大,特征值低。

  2.4  斷面及灰分照片觀察

  圖4顯示了a、b兩組隔熱條斷面結構有較大的差異,a組內部結構致密,玻纖橫向和縱向排布均勻。b組斷面結構有較多的氣泡,氣泡表面光滑說明隔熱條的原料雜質或低分子揮發物產生的氣泡屬于熔體破裂現象。

  從圖5中可看出a組玻纖灰分長度分布均勻,玻纖細長透明,無其他雜質。b組玻纖灰分有明顯的無機填料。

  3  結論
 ?。?)隔熱條尺寸隨著室外放置時間的延長導致吸水增加,尺寸增大,質量越優的原料抗吸水能力越強其尺寸膨脹也越小。

 ?。?)隔熱條的拉伸強度隨著室外放置時間的延長而降低,質量越優的原料其抗老化及抗濕熱能力越好,強度的降低量也越小。

 ?。?)隔熱條在加工過程中尼龍66原料的質量對產品的內部結構起著關鍵性作用,含有雜質的原料在加工過程中熔體容易破裂,制得的產品內部缺陷大。

  參考文獻:

  [1] 張偉,別群梅等.耐水解(醇解玻璃纖維增強尼龍66的研究.工程塑料應用,2006,34(9):13.
  [2] 譚亮紅,歐陽振中等.玻纖增強尼龍66產品性能差異原因分析.現代塑料加工應用,2004,16(2):33~34.

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